JP6091687B1 - ねじ - Google Patents

Abstract

【課題】螺合抵抗力を効果的に低下させ、螺合切削効率を高め、材料のひび割れを防止するねじを提供すること。【解決手段】頭部３１、軸３２、軸３２に螺旋状に連続して繞設された複数のねじ山３３を備え、ねじ山３３は、複数の切歯３３１、隣り合う切歯３３１間に形成される凸歯３３２、凸歯３３２と切歯３３１間に形成される凹溝３３３を有し、凸歯３３２の面積は切歯３３１の面積より小さく、切歯３３１の突出方向とねじ山３３の回転螺着方向とが同じである。【選択図】図２

Description

本発明は、ねじに関する。

図１に示す従来のねじ１は、頭部１１、頭部１１から外側に伸びる軸１２、軸１２の周りに螺旋状に繞設された複数のねじ山１３を有する。頭部１１の反対側の軸１２の一端には先端部１２１が形成されている。頭部１１が回転作用を受けると、それに連動する先端部１２１は螺合物２に螺入する。螺合物２はねじ山１３によって切削され、螺合物２内に螺入された軸１２によって螺着効果を生じさせる。

しかし、前述した従来のねじ１は、下記のような欠点があるため、改善の必要がある。
（１）ねじり込み効率が悪い：ねじ１はねじ山１３だけで切削を行うため、螺合過程で螺合物２の木繊維を効果的に完全切断することが不可能である。このため、螺合物２の木繊維が軸１２に絡まり易く螺合抵抗力が高まり、螺合過程で大きなねじり力を加える必要がある。このねじり力があってこそ、ねじ１を螺合物２内に螺入できる。よって、迅速な切削は望めず、使用上に不便性が残る。

（２）材料のひび割れが起きやすい：螺着の初めに、ねじ山１３によって切削された切りくずがねじ山１３と軸１２間にたまり易い。次のステップで、ねじ山１３が螺合物２方向に螺入されると、切りくずが次々に発生し、それが押し出されて外側に広がるため、螺着速度が遅くなり、それと同時に、螺合物２は過大なねじり力を受けることになる。しかし、過大なねじり力を受けると、切りくずを効果的に外に排出できなくなり、螺合物２のひび割れが生じてしまう。

本発明が解決しようとする課題は、螺合抵抗力を効果的に低下させ、螺合切削効率を高め、材料のひび割れを防止するねじを提供することにある。

本発明は、頭部と、前記頭部から延伸する軸と、前記軸に螺旋状に連続して繞設された複数のねじ山とを備えるねじに関し、前記ねじ山は、間隔をあけて設置される複数の切歯、いずれか二つの隣り合う切歯間に形成される少なくとも一つの凸歯、それぞれの前記凸歯とそれぞれの前記切歯間に形成される凹溝を有し、それぞれの前記凸歯の面積は、それぞれの前記切歯の面積より小さく、それぞれの前記凸歯は、内切面、前記内切面に連接する外切面、及び前記内切面、前記外切面の連接箇所に形成される切削部を有し、それぞれの前記切歯は、前記内切面に連接し、前記内切面より外側に伸びる弦切面、前記弦切面と前記外切面に隣り合う端面、及び前記弦切面と前記端面の連接箇所に形成される穴開けカット部を有し、凹溝は、それぞれの前記内切面とそれぞれの前記弦切面との間及びそれぞれの前記外切面とそれぞれの前記端面との間に形成され、それぞれの前記弦切面は、前記切歯の先端に向かって時計回りに曲がるよう外側に伸び、前記切歯の突出方向と前記ねじ山の回転螺着方向とが同じである。

前記軸の外周面には、いずれか二つの前記ねじ山間に亘って少なくとも一つの凸骨が突設されることがある。この場合、前記凸骨は、前記軸の中心線に対して傾斜していても、平行であってもよい。
前記凸歯が前記軸から突出する高さは前記切歯が前記軸から突出する高さよりも低くすることがある。
それぞれの前記外切面は、前記凸歯の先端に向かって時計回りに突出して外側へ伸び、前記凸歯の突出方向と前記ねじ山の回転螺着方向とは同じとしてもよい。

本発明によれば、ねじ山に面積の異なる切歯と凸歯を設置してあるので、穴をあけて螺着する過程での切歯の穴あけ、螺着、切削能力を高めることができ、凸歯が切削をサポートするため、切りくずが切断されて、穴あけ、螺着過程におけるねじ山と螺合物の摩擦抵抗力を減少させ、ねじを迅速に螺合物内に螺入でき、しかも、凹溝が切りくずを外に排出するのを助ける働きをするため、大量の切りくずが螺合物内にたまることがなく、この結果、螺合速度を高め、螺合抵抗力を減らし、過量の切りくずの蓄積及び圧迫、材料のひび割れを防ぐことができる。

従来のねじの斜視図である。 本発明の実施例１を示すねじの斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施例２を示すねじの断面図である。 本発明の実施例３を示すねじの斜視図である。 本発明の実施例４を示すねじの斜視図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図２及び図３は、本発明の実施例１を示す。
図２に示すように、ねじ３は、頭部３１、頭部３１から伸びる軸３２、及び軸３２に螺旋状に連続して繞設された複数のねじ山３３を含む。
頭部３１の反対側において、軸３２の一端にはねじ込み端３２１を形成してある。ねじ込み端３２１は使用上の需要に応じて尖った先端、ドリルビット等とすることが可能である。以下、尖った先端を例として説明する。

図３に示すように、ねじ山３３は間隔をあけて設置される複数の切歯３３１を有し、いずれか二つの隣り合う切歯３３１間に少なくとも一つの凸歯３３２を設け、それぞれの凸歯３３２と切歯３３１間に凹溝３３３が形成される。
軸３２のねじ山３３の全て、或いは軸３２の一部に設置する各ねじ山３３に、前述の切歯３３１、凸歯３３２、及び凹溝３３３を形成する。実施例１では、ねじ込み端３２１に近いねじ山３３に、切歯３３１、凸歯３３２、及び凹溝３３３を設けてある（図２参照）。
各凸歯３３２の面積は各切歯３３１の面積より小さい。即ち、凸歯３３２のサイズは切歯３３１より小さいサイズであり、凸歯３３２が軸３２から突出する高さは切歯３３１が軸３２から突出する高さよりも低くする。即ち、凸歯３３２が軸３２から外側に突出する距離は切歯３３１が軸３２から外側に突出する距離よりも小さいことになる。これにより、ねじ山３３は高低の異なる歯を備えた構造となる。

また、各凸歯３３２の外周囲は、内切面３３２１と外切面３３２２とを連接して成り、内切面３３２１と外切面３３２２の連接箇所には切削部３３２３を形成する。好ましくは、各外切面３３２２は時計回りに外側に伸び、例えば、凸歯３３２の先端に向かって時計回りとなるよう径方向外側へ凸に湾曲し、凸歯３３２がねじ山３３の回転螺着方向（即ち時計回り）と同じ方向に曲がるよう湾曲して突出している。
なお、図４に示す実施例２のように、凸歯３３２を径方向に突出させるなど、凸歯３３２の突出方向をねじ山３３の回転螺着方向と異なる方向としてもよい。凸歯３３２は、突出方向がいかなるものであっても、切削や切り屑を溜めて排出するのを助ける効果を有する。

各切歯３３１は、凸歯３３２の内切面３３２１に連接し、且つ、内切面３３２１よりも外側に伸びる弦切面３３１１、弦切面３３１１並びに別の凸歯３３２’の外切面３３２２’に連接する端面３３１２、及び、弦切面３３１１と端面３３１２の連接箇所に形成される穴開けカット部３３１３を有する。
これにより、各ねじ山３３全体は、異なる高さの歯が連続する歯状設計が形成され、前述した凹溝３３３は、それぞれの内切面３３２１と弦切面３３１１との間及びそれぞれの外切面３３２２と端面３３１２との間に形成される。
また、各弦切面３３１１は、切歯３３１の先端に向かって時計回りに湾曲して伸びるようにすることで、切歯３３１の突出方向とねじ山３３の回転螺着方向とが一致する。これにより、迅速に穴をあけて螺着するのを助けるだけでなく、時計回り方向（ねじ山３３の回転螺着方向）に湾曲して突出した切歯３３１に隣接する凹溝３３３が切りくずをスムーズに排出し、穴をあけて螺着する際の抵抗力を抑える等の効果を発揮する。

使用する際は、まず、ねじ込み端３２１を螺合物４の表面に押し当てる。それと同時に、駆動工具（未図示）を用いて頭部３１に回転するねじり力を加える。この時、ねじ込み端３２１と連動されるねじ山３３には同時に回転が生じて、螺合物４に穴を開けて螺入し、軸３２は螺合物４内に徐々に進入していく。
穴をあけて螺着する初期過程において、ねじ山３３の各切歯３３１の穴開けカット部３３１３が螺入された時、即ち、螺合物４の繊維を切削した時、凸歯３３２の切削部３３２３は即刻その切削を助け、切歯３３１によってまだ切断されていない繊維、或いはすでに切断された繊維をねじって細かくすることで、ねじ３と螺合物４間の摩擦力及び螺合抵抗力を減らすことができる。このように、切歯３３１、凸歯３３２の相互の働きによって迅速に垂直の穴を開ける効果が発揮される。前述したように、ねじ山３３は、穴をあけて螺着する過程において、ねじり力と抵抗力によって斜めに曲がってしまうといった事態の発生が確実になくなり、省力で効果的に螺入する作業を行なえ、螺合初期の穴開けカット能力を大幅に向上させる。

また、前述したような穴開けカット作業によって生じた切りくずは、それぞれの凸歯３３２、切歯３３１間の凹溝３３３に案内され、ねじ山３３に沿って頭部３１方向の外側に排出されるため、螺合物４内に残された過量の切りくずが外側に広がって押し出される事態を防ぎ、材料のひび割れを効果的に防止することができる。
頭部３１に持続的に力を加えていくと、次のステップで、ねじ山３３は、切歯３３１及び凸歯３３２によって穴開け切削で形成される軌跡に沿って前進を続けるため、ねじ山３３はスムーズに迅速に螺合物４に進入する。よって、螺合過程において、斜めに曲がるような現象の発生がなく、良好な螺合定位効果が生じ、同時に切りくずの一部は凹溝３３３に残されるため、定位効果及び螺合効率を大幅に向上できる。

図５は本発明の実施例３を示し、図６は、本発明の実施例４を示す。実施例１及び実施例２と同じ構成要素については説明を省く。
実施例３では、軸３２に少なくとも一つの凸骨３２２を突設する。各凸骨３２２はいずれか二つのねじ山３３間に亘って設置される。凸骨３２２は、実施例３のように、軸３２の中心線θに平行であるか（図５参照）、或いは、実施例４のように、軸３２の中心線θに傾斜する形態である（図６参照）。

使用においては、切歯３３１、凸歯３３２を組み合わせているため、螺合抵抗力を減少させ、穴をあけて螺着する速度を高める。また、螺合過程では、未切断の繊維の残留があった場合でも、軸３２の凸骨３２２の働きによって弾性回復力を有する螺合物４の繊維をほぐし、穴をあけて螺着する過程で、未切断の繊維が軸３２に巻き付いて、作業速度に影響を及ぼす問題点を防ぐ。
その後、軸３２を螺入し続ける過程では、凸骨３２２によってほぐされた繊維が元に戻って軸３２を包み込み、螺合の安定力を高める。当然、穴開けカットによって得られた過量の切りくずは同様に、凹溝３３３の働きによって、ねじ山３３の外側に排出され、ねじ３の螺合過程をさらに安定したスムーズなものにすることで、螺合効率は大幅に向上する。

従来のねじと比較すると、本発明のねじには下記のような効果がある。
（１）効率よく穴をあけて螺着し、省力である。：ねじ山３３に異なる大きさの切歯３３１と凸歯３３２を設けることで、螺合過程で、ねじ山３３の切削能力を高め、繊維を効果的に切断しねじって小さくする。よって、迅速に螺着できるだけでなく、螺合過程でのねじ山３３と螺合物４間の摩擦力を減少させ、螺合時のねじり力と抵抗力を効果的に下げ、省力操作が可能となる。

（２）材料のひび割れを防止する。：凸歯３３２と切歯３３１の間に凹溝３３３を設け、切歯３３１の突出方向とねじ山３３の回転螺着方向を同じ方向にすることで、穴開けカット時に生じる切りくずが凹溝３３３に入り、ねじ山３３に沿って順調に外側に排出されるのを助ける。これにより、螺合効率を高め、螺合抵抗力を低下させ、螺合物４内に過量の切りくずがたまり外側に広がって押し出される状況を防ぐことができる。また、材料のひび割れを効果的に防ぐのと同時に、一部の切りくずが凹溝３３３内に留まることで、螺合過程で斜めに曲がることなく、優れた螺合定位効果を発揮する。

（３）締め付け力を高める。：軸３２に突設し、いずれか二つの隣り合うねじ山３３間に亘って位置する凸骨３２２が、螺合過程で弾性回復力を有する螺合物４の繊維をほぐす。これにより、軸３２に未切断の繊維がからまり、穴をあけて螺着する速度に影響を及ぼす問題点を防ぐ。また、軸３２を螺入し続ける際、繊維が軸３２をしっかりと包み込むことで、ねじ３の螺合時の締め付け力を高めることができる。

以上の説明をまとめると、本発明のねじは、ねじ山３３に異なる大きさの歯３３１及び凸歯３３２を設け、並びに、各凸歯３３２と各切歯３３１間に凹溝３３３を形成したことによって、穴をあけて螺着し、切削する能力を有するため、省力操作により、迅速に螺合物内に螺着することができる。これにより、ねじ山と螺合物間の摩擦力と螺合抵抗力を減らすとともに、凹溝が切りくずを溜めて効果的に排出するため、大量の切りくずがたまってしまうこともなく、材料のひび割れを効果的に防ぐことができ、安定した定位効果が生ずる。

但し、以上は、本発明の実施例の説明であり、本発明の権利範囲を限定するものではない。即ち、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない簡単な変更及び修飾は、全て、本発明の権利範囲に属する。

１ ねじ
１１ 頭部
１２ 軸
１３ ねじ山
１２１ ねじ込み端
２ 螺合物
３ ねじ
３１ 頭部
３２ 軸
３３ ねじ山
３２１ ねじ込み端
３２２ 凸骨
３３１ 切歯
３３２ 凸歯
３３２’ 凸歯
３３３ 凹溝
３３１１ 弦切面
３３１２ 端面
３３１３ 穴開けカット部
３３２１ 内切面
３３２２ 外切面
３３２２’ 外切面
３３２３ 切削部
４ 螺合物
θ 軸中心線

Claims (6)

1. 頭部と、前記頭部から延伸する軸と、前記軸に螺旋状に連続して繞設された複数のねじ山とを備えるねじであって、
   前記ねじ山は、間隔をあけて設置される複数の切歯、いずれか二つの隣り合う切歯間に形成される少なくとも一つの凸歯、それぞれの前記凸歯とそれぞれの前記切歯間に形成される凹溝を有し、
   それぞれの前記凸歯の面積は、それぞれの前記切歯の面積より小さく、それぞれの前記凸歯は、内切面、前記内切面に連接する外切面、及び前記内切面、前記外切面の連接箇所に形成される切削部を有し、
   それぞれの前記切歯は、前記内切面に連接し、前記内切面より外側に伸びる弦切面、前記弦切面と前記外切面に隣り合う端面、及び前記弦切面と前記端面の連接箇所に形成される穴開けカット部を有し、
   凹溝は、それぞれの前記内切面とそれぞれの前記弦切面との間及びそれぞれの前記外切面とそれぞれの前記端面との間に形成され、それぞれの前記弦切面は、前記切歯の先端に向かって時計回りに曲がるよう外側に伸び、前記切歯の突出方向と前記ねじ山の回転螺着方向とが同じであることを特徴とするねじ。
2. 前記軸の外周面には、いずれか二つの前記ねじ山間に亘って少なくとも一つの凸骨が突設されたことを特徴とする請求項１記載のねじ。
3. それぞれの前記凸骨は前記軸の中心線に対して傾斜していることを特徴とする請求項２記載のねじ。
4. 前記凸歯が前記軸から突出する高さは前記切歯が前記軸から突出する高さより低いことを特徴とする請求項１記載のねじ。
5. それぞれの前記外切面は、前記凸歯の先端に向かって時計回りに突出して外側へ伸び、前記凸歯の突出方向と前記ねじ山の回転螺着方向とは同じであることを特徴とする請求項１記載のねじ。
6. それぞれの前記凸骨と前記軸の中心線とは平行であることを特徴とする請求項２記載のねじ。

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